BR112013030911B1 - Talão de pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil - Google Patents

Abstract

friso de pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil a invenção se refere a melhoria do revestimento dos frisos de um pneumático radial para veículo pesado de tipo engenharia civil, diminuindo a fissura iniciada na extremidade de retorno e propagando-se através dos materiais poliméricos de revestimento, de contorno e de enchimento. de acordo com a invenção, um elemento de transição (25), constituído de um material polimérico de transição, está pelo menos em parte em contato, sobre a face axialmente externa, com o material polimérico de contorno (22) e, sobre sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento (23b), as extremidades radialmente externa (e25) e radialmente interna (i25) do elemento de transição são respectivamente de modo radial externa e radialmente interna à extremidade de retorno e o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos do material polimérico de contorno e do material polimérico de enchimento com o qual o elemento de transição está em contato.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um pneumático radial destinado a equipar um veículo pesado de tipo engenharia civil.

[0002] Embora não limitada a esse tipo de aplicação, a invenção será mais particularmente descrita com referência a um pneumático radial destinado a ser montado sobre um dumper, veículo de transporte de materiais extraídos de pedreiras ou de minas de superfície. O diâmetro nominal do aro desse pneumático, no sentido da norma European Tyre and Rim Technical Organisation ou ETRTO, é igual no mínimo a 25”.

[0003] No que se segue, designam-se por: - “Plano mediano”: um plano contendo o eixo de rotação do pneumático. - “Plano equatorial”: o plano que passa pelo meio da superfície de rolamento do pneumático e perpendicular ao eixo de rotação do pneumático. - “Direção radial”: uma direção perpendicular ao eixo da rotação do pneumático. - “Direção axial”: uma direção paralela ao eixo de rotação do pneumático. - “Direção circunferencial”: uma direção perpendicular a um plano meridiano. - “Distância radial”: uma distância medida perpendicularmente ao eixo de rotação do pneumático e a partir do eixo de rotação do pneumático. - “Distância axial”: uma distância medida paralelamente ao eixo de rotação do pneumático e a partir do plano equatorial. - “Radialmente”: de acordo com uma direção radial. - “Axialmente”: de acordo com uma direção axial. - “Radialmente interno, respectivamente radialmente externo”: cuja distância radial é inferior, respectivamente superior. - “Axialmente interno, respectivamente de modo axial externo”: cuja distância axial é inferior, respectivamente superior.

[0004] Um pneumático compreende dois talões, assegurando a ligação mecânica entre o pneumático e o aro sobre a qual é montado, os talões sendo reunidos respectivamente por intermédio de dois flancos em uma banda de rodagem, destinada a entrar em contato com o solo, por intermédio de uma superfície de rolamento, compreendendo uma armação de topo, radialmente interna à banda de rodagem e uma armação de carcaça, radialmente interna à armação de topo.

[0005] A armação de carcaça de um pneumático radial para veículo pesado de tipo engenharia civil compreende habitualmente pelo menos uma camada de armação de carcaça constituída de elementos de reforço metálicos revestidos de um material polimérico de revestimento. Os elementos de reforço metálicos são sensivelmente paralelos entre si e formam, com a direção circunferencial, um ângulo compreendido entre 85° e 95°. A camada de armação de carcaça compreende uma parte principal, ligando os dois talões entre si e se enrolando, em cada talão, em torno de arame. O arame compreende um elemento de reforço circunferencial mais freqüentemente metálico envolvido com pelo menos um material, de maneira não exaustiva, polimérico ou têxtil. O enrolamento da camada de armação de carcaça em torno do arame vai do interior para o exterior do pneumático para formar um retorno, compreendendo uma extremidade. O retorno, em cada talão, permite a fixação da camada de armação de carcaça no arame do talão.

[0006] A extremidade do retorno é frequentemente recoberta, sobre suas duas faces respectivamente de modo axial interna e axialmente externa, por um elemento de contorno, constituído de um material polimérico de contorno mais frequentemente com a mesma composição química que o material polimérico de revestimento, mas podendo ser diferente. O elemento de contorno constitui assim uma superespessura de material polimérico de revestimento na extremidade do retorno.

[0007] Cada talão compreende também um elemento de enchimento, prolongando radialmente o arame para o exterior. O elemento de enchimento é constituído de pelo menos um material polimérico de enchimento. O elemento de enchimento pode ser constituído de um empilhamento no sentido radial de pelo menos dois materiais poliméricos de enchimento em contato segundo uma superfície de contato que corta todo o plano meridiano, conforme um traço meridiano. O elemento de enchimento separa axialmente a parte principal e o retorno.

[0008] Um material polimérico, após cozimento, é caracterizado mecanicamente por características de esforço - deformação em tração, determinadas por testes de tração. Esses testes de tração são feitos pelo técnico, sobre uma amostra, segundo um método conhecido, por exemplo, de acordo com a norma internacional ISO 37, e nas condições normais de temperatura (23 °C + ou - 2 °C) e de higrometria (50% + ou - 5% de umidade relativa), definidas pela norma internacional ISO 471. Denomina-se módulo de elasticidade com 10% de alongamento de um material polimérico, expresso em mega-pascal (MPa), o esforço de tração medido para um alongamento de 10% da amostra.

[0009] Um material polimérico, após cozimento, é também caracterizado mecanicamente por sua dureza. A dureza é notadamente definida pela dureza Shore A determinada conforme a norma ASTM D 2240-86.

[0010] No decorrer da rodagem do veículo, o pneumático, montado sobre seu aro, cheio e comprimido sob a carga do veículo, é submetido a ciclos de flexão, em particular, no nível de seus talões e de seus flancos.

[0011] Os ciclos de flexão acarretam variações de curvatura combinadas com variações de tensão dos elementos de reforço metálicos da parte principal e do retorno.

[0012] Considerando-se que um talão se comporta mecanicamente como uma viga em flexão, cujas fibras respectivamente externa e interna são a parte principal e o retorno, o retorno, submetido aos ciclos de flexão, sofre deformações de compressão, capazes de acarretar sua ruptura por fadiga e, portanto, uma diminuição da resistência do talão e da duração de vida do pneumático.

[0013] O documento EP 2 216 189 descreve um talão de pneumático, cuja resistência é melhorada por uma redução das deformações de compressão do retorno, quando da flexão do talão sobre o aro, em utilização. Esse objetivo é atingido, graças a um retorno, quando da flexão, tal como a distância entre o retorno e a parte principal diminui continuamente, radialmente para o exterior, a partir do arame, até uma distância mínima, depois aumenta continuamente até uma distância máxima. O retorno se estende radialmente ao exterior do ponto do retorno correspondente à distância máxima entre o retorno e a parte principal.

[0014] Os ciclos de flexão acarretam também esforços e deformações nos materiais poliméricos de revestimento, de contorno e de enchimento, situados nas proximidades imediatas da extremidade do retorno.

[0015] Mais precisamente, os esforços e deformações nas proximidades imediatas da extremidade do retorno, acarretam a propagação das fissuras, iniciadas na extremidade do retorno, mais particularmente no caso de elementos de reforço metálicos, capazes de acarretar uma diminuição da resistência do talão e da duração de vida do pneumático.

[0016] De acordo com os inventores, a iniciação das fissuras resulta principalmente de um defeito de adesão das extremidades dos elementos de reforço metálicos do retorno com os materiais poliméricos de revestimento de contorno ou de enchimento, em contato com essas extremidades. O aumento de temperatura dos talões, quando dos ciclos de flexão, acentua o defeito de adesão pré-existente sobre o pneumático novo.

[0017] As fissuras se propagam através dos materiais poliméricos de revestimento, de contorno e de enchimento, e acarretam a degradação do talão, e, portanto, o esvaziamento do pneumático. A velocidade de propagação das fissuras depende, por um lado, da amplitude e da freqüência dos ciclos de esforços e de deformações, por outro lado, rigidez respectivas dos materiais poliméricos de revestimento, de contorno e de enchimento, na zona de fissuração.

[0018] O documento US 3 921 693 já descrito, no caso de um pneumático com armação de carcaça radial, cujos elementos de reforço são metálicos, talões cuja concepção tem por objetivo a prevenção de fissuras na extremidade do retorno. Na solução técnica proposta a extremidade do retorno é recoberta por um material polimérico, cuja dureza Shore A é superior aquela do(s) material(is) polimérico(s) de enchimento.

[0019] O documento US 4 086 948 foi também descrito, visando aumentar a duração de vida de um pneumático radial para veículo pesado, um retorno alto, isto é, cuja extremidade é radialmente externa à reta que passa pelos pontos, os mais axialmente externos dos flancos do pneumático. Além disso, o material polimérico de revestimento dos elementos de reforço metálicos de armação de carcaça tem uma dureza Shore A e um módulo de elasticidade em 300% de alongamento superiores, respectivamente a dureza Shore A e ao modelo de elasticidade a 300% de alongamento do material polimérico de enchimento.

[0020] Enfim, o documento US 5 056 575 descreve um talão de pneumático para veículo, tal como caminhões e ônibus, permitindo reduzir as deformações e diminuir a propagação de fissuras no material polimérico nas proximidades da extremidade do retorno, visando aumentar a resistência do talão. A solução técnica proposta consiste em um talão que tem três materiais poliméricos de enchimento, cujos módulos de elasticidade a 100% de alongamento diminuem, quando se passa do material polimérico de enchimento adjacente ao retorno e mais radialmente externo, no material polimérico de enchimento adjacente ao arame e o mais radialmente interno.

[0021] Os inventores se impuseram por objetivo melhorar a resistência dos talões de um pneumático radial para veículo pesado de tipo engenharia civil, diminuindo a fissura iniciada na extremidade de retorno e propagando-se através dos materiais poliméricos de revestimento, de contorno e de enchimento.

[0022] Esse objetivo foi atingido, de acordo com a invenção, por: - um pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil compreendendo dois talões destinados a entrarem em contato com um aro, uma armação de carcaça compreendendo pelo menos uma camada de armação de carcaça constituída de elementos de reforço metálicos; - a camada de armação de carcaça compreendendo uma parte principal que se enrola em cada talão, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um arame para formar um retorno; - a distância entre o retorno e a parte principal diminuindo continuamente, radialmente para o exterior, a partir do arame, até uma distância mínima, depois aumentando continuamente até uma distância máxima; - o retorno compreendendo uma extremidade recoberta por um elemento de contorno constituído de um material polimérico de contorno; - cada talão compreendendo um elemento de enchimento prolongando radialmente para o exterior o arame e constituído de pelo menos um material polimérico de enchimento; - o material polimérico de enchimento em contato com o elemento de contorno tendo um módulo de elasticidade com 10% de alongamento inferior ao módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de contorno; - um elemento de transição, constituído de um material polimérico de transição, estando pelo menos em parte em contato, sobre sua face axialmente externa, com o material polimérico de contorno, sobre sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento; - as extremidades radialmente externa e radialmente interna do elemento de transição sendo respectivamente de modo radial externa e radialmente interna à extremidade do retorno; - o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos do material polimérico de contorno e do material polimérico do enchimento com o qual o elemento de transição está em contato.

[0023] De acordo com a invenção, é vantajoso ter um elemento de transição constituído de um material polimérico de transição, pelo menos em parte em contato, sobre sua face axialmente externa, com o material polimérico de contorno e, sobre sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento. Com efeito, a adjunção de um elemento de transição entre o elemento de contorno e o material de enchimento axialmente interno à extremidade do retorno permite limitar localmente, nos materiais poliméricos situados nas proximidades da extremidade do retorno, os níveis de esforços e de deformações, dos quais depende a velocidade de propagação das fissuras iniciadas na extremidade de retorno.

[0024] É também vantajoso ter as extremidades radialmente externa e radialmente interna do elemento de transição respectivamente radialmente externa e radialmente interna à extremidade de retorno. Um posicionamento radial da extremidade do retorno, entre as duas extremidades respectivamente de modo radial externa e interna do elemento de transição permite garantir o contato entre a extremidade do retorno e o elemento de transição, considerando-se tolerâncias de posicionamento radial da extremidade do retorno inerentes ao processo de fabricação.

[0025] Enfim, o módulo de elasticidade a 10% de alongamento do material polimérico de transição é vantajosamente intermediário entre os módulos de elasticidade a 10% de alongamento respectivos do material polimérico de contorno e do material polimérico de enchimento com o qual o elemento de transição está em contato. A diminuição progressiva dos módulos de elasticidade a 10% de alongamento, quando se passa do material polimérico de contorno para o material polimérico de transição, depois ao material polimérico de enchimento permite um gradiente que diminui, e progressivo de rigidez, que permite diminuir os esforços e as deformações na extremidade do retorno e, por conseguinte, diminuir a velocidade da propagação das fissuras.

[0026] Um módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição oferece uma vantagem tanto mais significativa, quanto mais importante for o desvio entre os módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos do material polimérico de contorno e do material polimérico de enchimento. No exemplo de pneumático, de acordo com a invenção, estudado, o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de contorno é igual a 1,6 vezes o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de enchimento.

[0027] De acordo com um modo de realização da invenção, a espessura do elemento de transição é pelo menos igual a 0,25 vezes a distância entre a extremidade do retorno e parte principal. Denomina-se espessura do elemento de transição, a espessura constante do elemento de transição medida fora das zonas de afilamento nas extremidades do elemento de transição. A distância entre a extremidade do retorno e a parte principal é a distância medida, segundo a reta que passa pela extremidade do retorno e perpendicular à parte principal, entre a geratriz axialmente interna dos elementos de reforço do retorno e a geratriz axialmente externa dos elementos de reforço da parte principal. Essa espessura mínima do elemento de transição permite estabelecer um gradiente de rigidez mínimo, permitindo diminuir a velocidade de propagação das fissuras.

[0028] A espessura do elemento de transição é vantajosamente no máximo igual a 0,60 vez a distância entre a extremidade do retorno e a parte principal. Com efeito, a dissipação térmica do material polimérico de transição é superior àquela do material polimérico de enchimento, pelo fato de seu módulo de elasticidade com 10% de alongamento ser mais elevado. Por conseguinte, um volume de material polimérico de transição muito elevado acarreta uma elevação de temperatura danificável à sua duração de vida, daí a importância de limitar a espessura do elemento de transição a um valor máximo.

[0029] É vantajoso que a distância entre a extremidade radialmente externa do elemento de transição e a extremidade do retorno seja pelo menos igual a 2 vezes a distância entre a extremidade do retorno e a parte principal. Essa distância é medida entre a reta, que passa pela extremidade radialmente externa do elemento de transição e paralela à reta que passa pela extremidade do retorno e perpendicular à parte principal, e a reta que passa pela extremidade do retorno e perpendicular à parte principal. Essa distância mínima garante a presença do elemento de transição axialmente externa à extremidade do retorno, cuja posição radial é capaz de variações, considerando-se tolerâncias de fabricação.

[0030] É também vantajoso que a distância entre a extremidade radialmente externa do elemento de transição e a extremidade do retorno seja, no máximo, igual a 4 vezes a distância entre a extremidade do retorno e a parte principal. A parte de elemento de transição, além dessa distância máxima, por um lado, acentua a dissipação térmica no talão, danificável no talão, sem ser útil para compensar a incerteza de posicionamento radial da extremidade do retorno, daí um sobrecusto de material polimérico de transição inútil.

[0031] Um outro modo de realização vantajoso da invenção é de ter a distância entre a extremidade radialmente interna do elemento de transição e a extremidade do retorno pelo menos igual a 2 vezes a distância entre a extremidade do retorno e a parte principal. Essa distância é medida entre a reta, que passa pela extremidade radialmente interna do elemento de transição e paralela à reta, passando pela extremidade do retorno e perpendicular à parte principal, e a reta que passa pela extremidade do retorno e perpendicular à parte principal. Essa distância mínima permite garantir uma superfície de contato mínimo entre o retorno e o elemento de transição e garantir o recobrimento da extremidade do retorno, considerando-se as tolerâncias de posicionamento radial da extremidade do retorno inerentes ao processo de fabricação.

[0032] É ainda vantajoso ter a distância entre a extremidade radialmente interna do elemento de transição e a extremidade do retorno é no máximo igual a 6 vezes a distância entre a extremidade do retorno e a parte principal. Com efeito, a parte do elemento de transição, além dessa distância máxima, por um lado, acentua a dissipação térmica no talão, danificável no talão, por outro lado, é inútil, ao mesmo tempo, para assegurar a adesão entre o retorno e o elemento de transição e para compensar a incerteza de posicionamento radial da extremidade do retorno, daí um sobrecusto de material polimérico de transição inútil.

[0033] Um modo de realização vantajoso da invenção é de ter o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição, pelo menos igual a 0,9 vez e no máximo igual a 1,1 vezes a média aritmética dos módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos do material polimérico de contorno e do material polimérico de enchimento. Esse intervalo de valores para o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição garante um gradiente de rigidez entre as misturas respectivas de contorno, de transição e de enchimento permitindo uma diminuição significativa da velocidade de propagação das fissuras, em relação ao talão do pneumático de referência sem elemento de transição, quando as fissuras se propagam do material polimérico de contorno para o material polimérico de transição, depois para o material polimérico de enchimento.

[0034] Vantajosamente, a distância máxima entre o retorno e a parte principal é de pelo menos igual a 1,1 vezes a distância mínima entre o retorno e a parte principal. Resulta daí que o elemento de enchimento, axialmente compreendido entre o retorno e a parte principal, compreende um estreitamento que acarreta uma proximidade entre o retorno e a parte principal, permitindo ao retorno não ser colocado em compressão, quando da rodagem do pneumático.

[0035] É também vantajoso que a distância do ponto do retorno, posicionado na distância mínima axialmente ao exterior da parte principal, à linha de referência do aro seja pelo menos igual a 1,25 vezes e no máximo igual a 2,5 vezes a distância do ponto o mais radialmente externo do aro à linha de referência do aro, e que a distância do ponto do retorno, posicionado na distância máxima axialmente ao exterior da parte principal, à linha de referência do aro seja pelo menos igual a 2 vezes e no máximo igual a 4 vezes a distância do ponto o mais radialmente externo do aro à linha de referência do aro. A linha de referência do aro corresponde usualmente, para o técnico, ao diâmetro no seat. A distância do ponto o mais radialmente externo do aro à linha de referência define a altura do gancho do aro. Esses intervalos de posicionamento radial dos pontos do retorno respectivamente o mais próximo e o mais afastado da parte principal garantem uma otimização das tensões e uma ausência de compressão no retorno.

[0036] Ainda vantajosamente, cada talão que compreende um elemento de proteção que prolonga radialmente para o interior um fiance e um elemento de enchimento axialmente interno ao elemento de proteção e ao flanco, e axialmente ao retorno, os elementos de proteção e de enchimentio sendo respectivamente constituídos de pelo menos um material polimérico de proteçaão e de uma material polimérico de enchimento, o material polimérico de enchimento, o material polimérico tendo um módulo de elasticidade com 10% de alongamento inferior ao módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de revestimento, um elemento de transição, constituído de um material polimérico de transição, está em contato, por sua face axialmente interna, com o material polimérico de revestimento da face axialmente externo do retorno e, por sua face axialmente externo, com o material polimérico de enchimento, e o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos do material polimérico de revestimento e do material polimérico de enchimento. Esse elemento de transição permite diminuir a fissuração iniciada sobre a face axialmente externa do retorno e propagando-se através dos materiais poliméricos de revestimento e de enchimento. Esse ganho em fissuração sobre a face axialmente externa do retorno contribui para a melhoria do revestimento do talão e para o aumento da duração de vida do pneumático.

[0037] Vantajosamente, enfim, cada talão que compreende um elemento de enchimento que se prolonga radialmente para o exterior do arame, o elemento de enchimento sendo formado de pelo menos dois materiais poliméricos de enchimento, um primeiro material polimérico de enchimento sendo o mais radialmente interno e estando em contato com o arame, um segundo material polimérico de enchimento sendo radialmente externo ao primeiro material polimérico de enchimento e tendo um modelo de elasticidade com 10% de alongamento inferior ao módulo de elasticidade com 10% de alongamento do primeiro material polimérico de enchimento, um elemento de transição constituído de um material polimérico de transição, está em contato, por sua face radialmente interna, com o primeiro material polimérico de enchimento e em contato, por sua face radialmente externa, com o segundo material polimérico de enchiemnto e o módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição é intermediário entre os módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos dos primeiro e segundo materiais poliméricos de enchimento. Esse elemento de transição permite diminuir a fissura iniciada no nível da superfície de contato entre um primeiro material polimérico de enchimento o mais radialmente interno e em contato com o arame e um segundo material polimérico de enchimento radialmente externo ao primeiro material polimérico de enchimento. Esse ganho em fissura na interface entre o primeiro e o segundo materiais poliméricos de enchimento contribui para a melhoria da resistência do talão e para o aumento da duração da vida de pneumático.

[0038] As características da invenção serão melhor compreendidas com o auxílio da descrição das figuras anexadas 1 e 2: - a figura 1 apresenta uma vista em corte em um plano meridiano do talão de um pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil do estado da técnica; - a figura 2 apresenta uma vista em corte em um plano meridiano do talão de um pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com a invenção.

[0039] As figuras 1 e 2 não estão representadas na escala para facilitar a sua compreensão.

[0040] Na figura 1, está representado um talão de pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil do estado da técnica, compreendendo: - uma armação de carcaça, compreendendo uma camada de armação de carcaça 1 constituída de elementos de reforço metálicos, com uma parte principal 1a que se enrola, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um arame 4 para formar um retorno 1b; - a distância d entre o retorno 1b e a parte principal 1a diminuindo continuamente, radialmente para o exterior, a partir do arame 4, até uma distância mínima d1, depois aumentando continuamente até uma distância máxima d2; - um elemento de contorno 2 que recobre a extremidade E1 do retorno 1b, sobre suas duas faces respectivamente de modo axial interna e axialmente externa; e constituído por um material polimérico de contorno de mesma composição química que o material polimérico de revestimento; - um elemento de enchimento 3 prolongando radialmente para o exterior o arame 4, formado de dois materiais poliméricos de enchimento, um primeiro material polimérico de enchimento 3a sendo radialmente externo e em contato com o arame 4, e um segundo material polimérico de enchimento 3b sendo radialmente externo e estando em contato com o primeiro material polimérico de enchimento 3a.

[0041] A figura 2 apresenta um talão de pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com a invenção, compreendendo: - uma armação de carcaça, compreendendo uma única camada de armação de carcaça 21 constituída de elementos de reforço metálicos com uma parte principal 21a que se enrola, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um arame 24 para formar um retorno 21b; - a distância d entre o retorno 21b e a parte principal 21a diminuindo continuamente, radialmente para o exterior, a partir do arame 24, até uma distância mínima di, depois aumentando continuamente até uma distância máxima d2; - um elemento de contorno 22 recobrindo a extremidade E21 do retorno 21b, sobre suas duas faces respectivamente de modo axial interna e axialmente externa; e constituído por um material polimérico de contorno de mesma composição química que 0 material polimérico de revestimento; - um elemento de enchimento 23 prolongando radialmente para o exterior 0 arame 24, formado de dois materiais poliméricos de enchimento, um primeiro material polimérico de enchimento 23a sendo radialmente externo e estando em contato com 0 arame 24, e um segundo material polimérico de enchimento 23b sendo radialmente externo e estando em contato com 0 primeiro material polimérico de enchimento 23a; - um elemento de transição 25, constituído de um material polimérico de transição, pelo menos em parte em contato, sobre sua face axialmente externa, com 0 material polimérico de contorno 22 e, sobre sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento 23b.

[0042] A geometria do retorno 21b é caracterizada pelo ponto A do retorno 21b, posicionado à distância mínima di, axialmente ao exterior da parte principal 21a, e a uma distância HA, radialmente ao exterior de uma linha de referência S do aro 26, e pelo ponto B do retorno 21b, posicionado à distância máxima d2, axialmente ao exterior da parte principal 21a, e a uma distância HB, radialmente ao exterior de uma linha de referência S do aro 26. As posições respectivas dos pontos A e B são definidos em relação ao ponto F 0 mais radialmente externo do aro 26, posicionado a uma distância HF, radialmente ao exterior de uma linha de referência S do aro 26.

[0043] O elemento de transição 25 tem uma espessura e, representada esquematicamente constante, mas que, na realidade, apresenta mais freqüentemente atilamentos nas extremidades E25 θ I25. O comprimento do elemento de transição 25 é a + b. A extremidade E21 de retomo 21b é radialmente posicionada entre as extremidades respectivamente radialmente externo E25 e radialmente interna I25 do elemento de transição 25.

[0044] A extremidade radialmente externa E25 do elemento de transição 25 está situada a uma distância a da extremidade E21 do retorno 21b. A distância a é a distância entre a reta D’, passando pela extremidade radialmente externa E25 do elemento de transição 25 e paralela à reta D, passando pela extremidade E21 do retorno 21b e perpendicular à parte principal 21a, e a reta D, passando pela extremidade E21 do retorno 21b e perpendicular à parte principal 21a, e a reta D que passa pela extremidade E21 do retorno 21b e perpendicular à parte principal 21a.

[0045] A extremidade radialmente interna I25 do elemento de transição 25 fica situada a uma distância b da extremidade E21 do retorno 21b. A distância b é a distância entre a reta D”, passando pela extremidade radialmente interna I25 do elemento de transição 25 e paralela à reta D, passando pela extremidade E21 do retorno 21b e perpendicular à parte principal 21a, e a reta D que passa pela extremidade E21 do retono 21b e perpendicular à parte principal 21a.

[0046] A distância da entre a extremidade E21 de retomo 21b e a parte principal 21a é a distância medida, segundo a reta D que passa pela extremidade E21 do retorno 21b e perpendicular à parte principal 21a, entre a geratriz axialmente interna dos elementos de reforço do retorno 21b e a geratriz axialmente externa dos elementos de reforço da parte principal 21a.

[0047] A invenção foi mais particularmente estudada no caso de um pneumático para veículo pesado de tipo dumper de dimensão 59/80R63. Segundo a "European Tyre and Rim Organisation", as condições nominais de utilização desse pneumático são uma pressão de enchimento igual a 6 bars, uma carga estática igual a 99 toneladas e uma distância percorrida em uma hora compreendida entre 16 e 32 km. Além disso, a altura teórica de seção H, no sentido da norma ETRTO, desse pneumático é igual a 1214 mm.

[0048] O pneumático 59/80R63 foi concebido, de acordo com a invenção, tal como esquematizado na figura 2, isto é, no caso de um retorno alto, cujo posicionamento radial da extremidade está nas proximidades da reta axial que passa pelos pontos os mais axialmente externos do pneumático.

[0049] Com referência à geometria de retorno 21b, o ponto A do retorno 21b é posicionado à distância mínima di igual a 18 mm, axialmente ao exterior da parte principal 21a, e a uma distância HA igual a 200 mm, radialmente ao exterior de uma linha de referência S do aro 26. O ponto B do retorno 21b é posicionado à distância máxima d2 igual a 27 mm, axialmente ao exterior da parte principal 21a, e a uma distância HB igual a 390 mm, radialmente ao exterior de uma linha de referência S do aro 26. As posições respectivas dos pontos A e B são definidos em relação ao ponto F o mais radialmente externo do aro 26, posicionado a uma distância HF igual a 127 mm, radialmente ao exterior de uma linha de referência S do aro 26.

[0050] A distância ds entre a extremidade E21 do retorno 21b e a parte principal 21a é igual a 15 mm. O elemento de transição 25, limitado por suas extremidades respectivamente radialmente externa E25 e radialmente externa E25 e radialmente interna I25, tem uma espessura e igual a 4,5 mm, isto é, com 0,30 vez a distância d3. A extremidade radialmente externa E25 do elemento de transição 25 é posicionada à distância a igual a 45 mm, isto é, a 3 vezes à distância ds. A extremidade radialmente interna I25 do elemento de transição 25 é posicionada à distância b igual a 75 mm, isto é, 5 vezes a distância da.

[0051] Os módulos de elasticidade com 10% de alongamento dos materiais poliméricos de contorno 22, de transição 25 e de enchimento 23b são respectivamente iguais a 6 Mpa, 4,8 MPA e 3,5 MPa. Por conseguinte, 0 módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição 25 é igual à média aritmética dos módulos de elasticidade com 10% de alongamento respectivos dos materiais poliméricos de contorno 22 e de enchimento 23b.

[0052] Simulações de cálculos por elementos finitos foram realizadas respectivamente sobre um pneumático de referência, tal como representado na figura 2. Para o pneumático de referência, o alongamento do material polimérico de enchimento 3b, na zona de extremidade Ei de retorno 1b, sobre a face axialmente interna do retorno de armação de carcaça 1b, é igual a 1,4 vezes o alongamento do material polimérico de contorno 2 em contato, esses alongamentos sendo paralelos ao retorno 21b. Por conseguinte, quando uma fissura se propaga do material polimérico de contorno 2 em direção ao material polimérico de enchimento 3b, sua velocidade de propagação no material polimérico de enchimento 3b aumenta devido a um maior alongamento do material polimérico de enchimento 3b em relação ao material polimérico de contorno 2. Para o pneumático, de acordo com a invenção, o alongamento do material polimérico de transição 25, na zona de extremidade E21 do retorno 21b, sobre a face axialmente interna do retorno, é igual a 0,9 vez 0 alongamento do material polimérico de contorno 22. Por conseguinte, quando uma fissura se propaga do material polimérico de contorno 22 para 0 material polimérico de transição 25, sua velocidade de propagação no material polimérico de transição 25 diminui devido a um maior alongamento do material polimérico de transição 25 em relação ao material polimérico de contorno 22.

[0053] A invenção não deve ser interpretada conforme estando limitada ao exemplo ilustrado na figura 2, mas pode ser estendido com outras variantes de realização, tais como, de maneira não exaustiva: - um material polimérico de contorno de composição química diferente daquela do material polimérico de revestimento; - uma ausência de elemento de contorno que aciona um contato direto entre a face axialmente externa do elemento de transição e 0 material polimérico de revestimento da face axialmente interna do retorno de armação de carcaça; - um elemento de transição que compreende várias camadas de materiais poliméricos de transição dois a dois em contato e de direção radial; - um retorno, cuja extremidade é radialmente posicionada mais próxima do arame do que no caso da figura 2.

Claims (11)

1. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil compreendendo dois talões destinados a entrar em contato com um aro (6, 26), uma armação de carcaça compreendendo pelo menos uma camada de armação de carcaça (1, 21) constituída de elementos de reforço metálicos, a camada de armação de carcaça compreendendo uma parte principal (1a, 21a) envolta, dentro de cada talão, do interior para o exterior do pneumático, em torno de um arame (4, 24) para formar um retorno (1b, 21b), a distância (d) entre o retorno (1b, 21b) e a parte principal (1a, 21a) diminuindo continuamente, radialmente para o exterior, a partir do arame (4, 24), até uma distância mínima (di), depois aumentando continuamente até uma distância máxima (d2), o retorno (1b, 21b) compreendendo uma extremidade (Ei, E21) recoberta por um elemento de contorno (2, 22) constituído de um material polimérico de contorno, cada talão compreendendo um elemento de enchimento (3, 23) extendendo 0 arame (4, 24) radialmente para 0 exterior e constituído de pelo menos um material polimérico de enchimento (3a, 3b, 23a, 23b), 0 material polimérico de enchimento (3b, 23b) em contato com 0 elemento de contorno (2, 22) tendo um módulo de elasticidade com 10% de alongamento que é inferior ao módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de contorno, caracterizado pelo fato de um elemento de transição (25), constituído de um material polimérico de transição, estar pelo menos em parte em contato, sobre sua face axialmente externa, com 0 material polimérico de contorno (22) e, sobre sua face axialmente interna, com um material polimérico de enchimento (23b), em que as extremidades radialmente externa (E25) e radialmente interna (I25) do elemento de transição (25) estão respectivamente radialmente no exterior e radialmente no interior da extremidade (E21) do retorno (21b) e em que 0 módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição (25) está entre os respectivos módulos de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de contorno (22) e do material polimérico de enchimento (23b) com 0 qual 0 elemento de transição (25) está em contato.

2. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a espessura (e) do elemento de transição (25) ser pelo menos igual a 0,25 vezes a distância (da) entre a extremidade (E21) do retorno (21b) e a parte principal (21a).

3. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a espessura (e) do elemento de transição (25) ser no máximo igual a 0,60 vezes a distância (da) entre a extremidade (E21) de retorno (21b) e a parte principal (21a).

4. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a distância (a) entre a extremidade radialmente externa (E25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) de retorno (21b) ser pelo menos igual a 2 vezes a distância (da) entre a extremidade de retorno e a parte principal (21a).

5. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a distância (a) entre a extremidade radialmente externa (E25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) de retorno (21b) ser no máximo igual a 4 vezes a distância (da) entre a extremidade de retorno e a parte principal (21a).

6. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de a distância (b) entre a extremidade radialmente interna (I25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) do retorno de armação de carcaça (21b) ser pelo menos igual a 2 vezes a distância (ds) entre a extremidade do retorno e a parte principal (21a).

7. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de a distância (b) entre a extremidade radialmente interna (I25) do elemento de transição (25) e a extremidade (E21) de retorno (21b) ser no máximo igual a 6 vezes a distância (da) entre a extremidade do retorno e a parte principal (21a).

8. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de 0 módulo de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de transição (25) ser pelo menos igual a 0,9 vezes e no máximo igual a 1,1 vezes a média aritmética dos respectivos módulos de elasticidade com 10% de alongamento do material polimérico de contorno (22) e do material polimérico de enchimento (23b).

9. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de a distância máxima (d2) entre o retorno (21b) e a parte principal (21a) ser pelo menos igual a 1,1 vezes a distância mínima (di) entre o retorno (21b) e a parte principal (21a).

10. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, montado sobre o aro (26), e compreendendo um ponto A do retorno (21b), posicionado à distância mínima (di), axialmente ao exterior da parte principal (21a), e a uma distância (HA), radialmente ao exterior de uma linha de referência (S) do aro (26), o ponto F o mais radialmente externo do aro (26) sendo posicionado a uma distância (HF),radialmente ao exterior de uma linha de referência (S) do aro (26), caracterizado pelo fato de a distância (HA) do ponto A do retorno (21b), cujo ponto é posicionado à distância mínima (di) axialmente ao exterior da parte principal (21a), à linha de referência (S) do aro (26) ser pelo menos igual a 1,25 vezes e no máximo igual a 2,5 vezes a distância (HF)do ponto F o mais radialmente externo do aro (26) à linha de referência (S) do aro (26).

11. Pneumático para veículo pesado de tipo engenharia civil, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, montado sobre o aro (26) e, compreendendo um ponto B do retorno (21b), posicionado à distância máxima (d2), axialmente ao exterior da parte principal (21a), e a uma distância (HB), radialmente ao exterior de uma linha de referência (S) do aro (26), o ponto F o mais radialmente externo do aro (26) estando posicionado a uma distância (HF),radialmente ao exterior de uma linha de referência (S) do aro (26), caracterizado pelo fato de a distância (HB) do ponto B do retorno (21b), cujo ponto é posicionado à distância mínima (d2) axialmente ao exterior da parte principal (21a), à linha de referência (S) do aro (26) ser pelo menos igual a 2 vezes e no máximo igual a 4 vezes a distância (HF)do ponto F o mais radialmente externo do aro (26) à linha de referência (S) do aro (26).

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